Nanocomposites: the contribution of multiscale modelling to improve the dispersion levels

Tese de Doutoramento em Ciência e Engenharia de Polímeros e Compósitos

Metabolic engineering with multi-objective optimization of kinetic models

Kinetic models have a great potential for metabolic engineering applications. They can be used for testing which genetic and regulatory modifications can increase the production of metabolites of interest, while simultaneously monitoring other key functions of the host organism. This work presents a methodology for increasing productivity in biotechnological processes exploiting dynamic models. It uses multi-objective dynamic optimization to identify the combination of targets (enzymatic modifications) and the degree of up- or down-regulation that must be performed in order to optimize a set of pre-defined performance metrics subject to process constraints. The capabilities of the approach are demonstrated on a realistic and computationally challenging application: a large-scale metabolic model of Chinese Hamster Ovary cells (CHO), which are used for antibody production in a fed-batch process. The proposed methodology manages to provide a sustained and robust growth in CHO cells, increasing productivity while simultaneously increasing biomass production, product titer, and keeping the concentrations of lactate and ammonia at low values. The approach presented here can be used for optimizing metabolic models by finding the best combination of targets and their optimal level of up/down-regulation. Furthermore, it can accommodate additional trade-offs and constraints with great flexibility.

Validation of the Portuguese Version of EHP-30 (The Endometriosis Health Profile-30)

Introduction: Endometriosis Health Profile Questionnaire-30 is currently the most used questionnaire for quality of life measurement in women with endometriosis. The aim of this study is to evaluate the psychometric properties and to validate the Portuguese Endometriosis Health Profile Questionnaire-30 version. MATERIAL AND METHODS A sequential sample of 152 patients with endometriosis, followed in a Portugal reference center, were asked to complete a questionnaire on social and demographic features, the Portuguese version of the Endometriosis Health Profile Questionnaire-30 and of the Short Form Health Survey 36 Item â version 2. Appropriate statistical analysis was performed using descriptive statistics, factor analysis, internal consistency, item-total correlation and convergent validity. RESULTS Factorial analysis confirmed the validity of the five-dimension structure of the Endometriosis Health Profile Questionnaire-30 core questionnaire, which explained 83.2% of the total variance. All item-total correlations presented acceptable results and high internal consistency, with Cronbach's alpha ranging between 0.876 and 0.981 for the core questionnaire and between 0.863 and 0.951 for the modular questionnaire. Significant negative associations between similar scales of Endometriosis Health Profile Questionnaire-30 and Short Form Health Survey 36 Item â version 2 were demonstrated. Data completeness achieved was high for all dimensions. The emotional well-being scale in the core questionnaire and the infertility scale in the modular section had the highest median scores, and therefore the most negative impact on the quality of life of participating women. DISCUSSION The test-retest reliability and responsiveness of the questionnaire should be evaluated in future studies. CONCLUSION The present study demonstrates that the Portuguese version of the Endometriosis Health Profile Questionnaire-30 is a valid, reliable and acceptable tool for evaluating the health-related quality of life of Portuguese women with endometriosis.

Criação de uma escala de satisfação com a vida por meio da Teoria da Resposta ao Item

RESUMO Objetivo A satisfação com a vida é um julgamento cognitivo de alguns domínios específicos na vida e depende de uma comparação entre as circunstâncias de vida do indivíduo e um padrão por ele estabelecido. O objetivo deste estudo foi construir uma escala de satisfação com a vida por meio da Teoria da Resposta ao Item (TRI). Métodos Para a criação da escala, foi utilizado o questionário “Estilo de Vida e Hábitos de Lazer de Trabalhadores da Indústria” e a Teoria da Resposta ao Item com base no modelo de resposta gradual proposto por Samejima. Participaram do estudo 47.477 trabalhadores brasileiros da indústria. Resultados A escala contou com sete itens do bloco de perguntas “indicadores de saúde e comportamentos preventivos”, com assuntos relacionados ao estado de saúde, qualidade de sono, nível de estresse, sentimento de tristeza ou depressão e percepção de vida no lar, no trabalho e no lazer. Conclusão São poucos os estudos que tiveram seu foco direcionado à satisfação com a vida no Brasil, e aqueles que de alguma forma o abordaram incluíram somente uma questão específica sobre felicidade ou satisfação de vida, principalmente em estudos sobre o bem-estar subjetivo. Os resultados mostraram que a TRI foi eficiente para criar a escala, medindo principalmente aqueles indivíduos com valores intermediários de satisfação com a vida.

Escala Brasileira de Solidão: Análises de Resposta ao Item e definição dos pontos de corte

RESUMO Objetivo Este estudo investigou as características dos itens da Escala Brasileira de Solidão UCLA (UCLA-BR) e buscou definir os pontos de corte do instrumento para o contexto brasileiro pela Teoria de Resposta ao Item. Métodos Utilizou-se o modelo de Resposta Gradual Politônica nos 20 itens da UCLA-BR, respondidos por 1.438 participantes de seis estados brasileiros. Estimou-se a capacidade de discriminação e dificuldade dos itens. Estimaram-se os pontos de corte para a escala. Resultados A UCLA-BR mostrou boa capacidade para fornecer informações sobre a solidão. Dezesseis itens mostraram capacidade de discriminação alta ou muito alta e quatro mostraram discriminação moderada. Os pontos de corte foram definidos. Conclusões A UCLA-BR mostrou bons índices psicométricos e a Teoria de Resposta ao Item possibilita avanços na análise das qualidades psicométricas de instrumentos.

Behavior-based price discrimination in a multi-dimensional preferences market

NIPE WP 04/ 2016

Development of a novel aptamer-based multi-sensor device for the detection of osteopontin

Doctoral Dissertation for PhD degree in Chemical and Biological Engineering

Hierarchical modelling of timber reference properties using probabilistic methods: Maximum Likelihood Method, Bayesian Methods and Probability Networks

In recent decades, an increased interest has been evidenced in the research on multi-scale hierarchical modelling in the field of mechanics, and also in the field of wood products and timber engineering. One of the main motivations for hierar-chical modelling is to understand how properties, composition and structure at lower scale levels may influence and be used to predict the material properties on a macroscopic and structural engineering scale. This chapter presents the applicability of statistic and probabilistic methods, such as the Maximum Likelihood method and Bayesian methods, in the representation of timber’s mechanical properties and its inference accounting to prior information obtained in different importance scales. These methods allow to analyse distinct timber’s reference properties, such as density, bending stiffness and strength, and hierarchically consider information obtained through different non, semi or destructive tests. The basis and fundaments of the methods are described and also recommendations and limitations are discussed. The methods may be used in several contexts, however require an expert’s knowledge to assess the correct statistic fitting and define the correlation arrangement between properties.

Escalas de Avaliação da Interação Mãe-Bebé: versão portuguesa das Interaction Rating Scales

As Escalas de Avaliação da Interação Mãe-Bebé constituem a versão portuguesa das Interaction Rating Scales, propostas por Field (1980), e têm por objetivo avaliar a interação mãe-bebé, aos 3 meses de idade do bebé. As Escalas de Avaliação da Interação Mãe-Bebé foram administradas a 51 díades mãe-bebé aos 3, 6 e 12 meses pós-parto. A versão portuguesa das escalas mostrou elevados índices de consistência interna – Alfa de Cronbach 0,85 (IRSff bebé), 0,91 (IRSff mãe), 0,87 (IRSal bebé), 0,82 (IRSal mãe), assim como elevada fidelidade e validade concorrente e preditiva. As Escalas de Avaliação da Interação Mãe-Bebé assume-se, assim, como um instrumento robusto na avaliação da interação mãe-bebé, na situação de interação face-a-face e na situação de interação alimentar, podendo ser utilizadas em diferentes amostras e contextos, clínicos e de investigação.

Optimização do processo de recolha de resíduos: desenvolvimento de ferramentas de investigação operacional para o problema de orientação de equipas com multi-restrições

Tese de Doutoramento em Engenharia Industrial e de Sistemas.

Um modelo de planeamento económico aplicado ao sector agro-alimentar em Portugal: utilização da análise multi-objectivos.

Doutoramento em Economia.

Modelado multi-dominio de máquinas eléctricas. Multi-domain modeling of electric machines

El objetivo general de este proyecto es desarrollar nuevos modelos multi-dominio de máquinas eléctricas para aplicaciones al control y al diagnóstico de fallas. Se propone comenzar con el modelo electromagnético del motor de inducción en base a circuitos magnéticos equivalentes (MEC) validándolo por medio de simulación y de resultados experimentales. Como segundo paso se pretende desarrollas modelos térmicos y mecánicos con el objetivo que puedan ser acoplados al modelo electromagnético y de esta estudiar la interacción de los dominios y se validará mediante resultados de simulación y experimentales el modelo completo. Finalmente se pretende utilizar el modelo multi-dominio como una herramienta para la prueba de nuevas estrategias de control y diagnóstico de fallas. The main objective of this project is the development of new multi-domain models of electric machines for control and fault diagnosis applications. The electromagnetic modeling of the induction motor (IM) will be done using the magnetic equivalent circuits approach. This model will be validated by simulation and by experimental results. As a second step of this project, new mechanical and thermal models for the IM will be developed, with the objective of coupling these models with the electromagnetic one. With this multi-domain model it will be possible to study the interaction between each others. After that, the complete model will be validated by simulation and experimental results. Finally, the model will be used as a tool for testing new control and fault diagnosis strategies.

Síndrome Metabólica, Strain e Redução da Função Miocárdica: Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis

Fundamento: A doença cardiovascular subclínica é prevalente em pacientes com síndrome metabólica (SM). O strain circunferencial (εCC) e o strain longitudinal (εLL) do ventriculo esquerdo (VE), avaliados pelo ecocardiograma com speckle tracking (STE), são índices de função sistólica: o encurtamento das fibras circunferenciais e longitudinais do VE é indicado por um valor negativo do strain. Portanto, quanto mais negativo o strain, melhor a função sistólica do VE. O εCC e o εLL têm sido usados para demonstrar disfunção ventricular subclínica em vários distúrbios clínicos. Objetivo: Levantamos a hipótese de que a SM está associada com comprometimento da função miocárdica, quando avaliada pelo STE. Métodos: Este estudo analisou participantes do Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis (MESA) que realizaram o STE e foram avaliados para todos os componentes da SM. Resultados: Entre os 133 participantes incluídos (mulheres: 63%; idade: 65 ± 9 anos), a prevalência de SM foi de 31% (41/133). Indivíduos com SM apresentaram valores menores do εCC e do εLL que aqueles sem SM (-16,3% ± 3,5% vs. -18,4% ± 3,7%, p < 0,01; e -12,1% ± 2,5% vs. -13,9% ± 2,3%, p < 0,01, respectivamente). A fração de ejeção do VE (FEVE) foi semelhante nos dois grupos (p = 0,09). Na análise multivariada, a SM associou-se a um valor mais baixo do strain circunferencial (B = 2,1%, IC 95%: 0,6-3,5; p < 0,01), mesmo após ajuste para idade, etnia, massa VE e FEVE. De maneira semelhante, a presença de SM (B = 1,3%, IC 95%: 0,3-2,2; p < 0,01) e a massa do VE (B = 0,02%, IC 95%: 0,01 0,03; p = 0,02) associaram-se a um valor menor do strain longitudinal após ajuste para etnia, FEVE e creatinina. Conclusão: O εCC e o εLL do VE, marcadores de doença cardiovascular subclínica, estão comprometidos em indivíduos assintomáticos com SM e sem história prévia de infarto miocárdico, insuficiência cardíaca e/ou de FEVE < 50%.

Implementation of Multi-Core Processor Based on PLASMA (Most MIPS I) IP Core

Multi-core processors is a design philosophy that has become mainstream in scientific and engineering applications. Increasing performance and gate capacity of recent FPGA devices has permitted complex logic systems to be implemented on a single programmable device. By using VHDL here we present an implementation of one multi-core processor by using the PLASMA IP core based on the (most) MIPS I ISA and give an overview of the processor architecture and share theexecution results.